A/O工藝在一體化生活污水處理設備中的應用

葛 娜

(四川省機場集團有限公司，四川 成都 610225)

0 前 言

目前，環境保護理念深入人心，污水處理達標的情況受到了行業相關領導的高度關注和重視，綠色環境建設事業得到了長足的發展。當然發展污水處理事業不是環保人的最終目的，而是杜絕不達標排放，保護水資源，使水污染對環境的影響降到最低。污水達標排放對人類文明的健康綠色發展具有深遠而重大的意義。隨著我國近幾年環保事業和綠色環境建設的大力發展，城市、人群聚集區已經建設有完善的污水處理系統。而一些遠離人群聚集區、遠離城市污水處理系統的區域，由于污水排放量小、管道輸送成本造價高等原因暫時缺少污水處理系統。本文中的遠機位候機廳就是屬于這種距離污水管網較遠(約3 km)且需要穿越機坪，采用污水管道運輸的成本過高。該處旅客及工作人員相對較少，所以污水量較小，約50 t/d。

1 工程概況

該工程位于機場機坪內，主要處理旅客及工作人員生活污水，進水水質多為糞便，可生化性好、污染物濃度不高、N濃度較高，因為洗滌劑等使用較少，P的濃度較低，但是該處污水可能含病原體。進水出水水質情況見表1。

表1 污水水質指標及限值

由于機場區域有對應限高要求，因此該工程采取地埋式。工程占地面積為1 398.6 m2，位置相對較緊湊。

綜合以上原因，A/O生物接觸氧化工藝一體化污水處理系統較為適合該工程。

2 工藝處理情況

2.1 工藝核心——脫氮

A/O工藝法具體為厭氧和好氧串聯起來的工藝法，A(Anacrobic)、O(Oxic)，先是厭氧階段，能夠有效脫氮和除磷；然后是好氧階段，可以把污水中大批有機物去除掉[1-2]。

污水中所含的大量氨氮成分在曝氣系統(鼓風機)供氧形成充氧的條件下(O階段)，硝化菌作為重要的角色參與硝化反應，反應結果生成硝態的氮，這部分硝態的氮再通過好氧池內的硝化液回流泵抽回至水解酸化池前段厭氧階段段，在水流循環流入液面底部形成缺氧環境，在水解酸化池內缺氧的環境條件下，兼具厭氧反硝化菌去除污水中有機物的反應(這部分有效降低了COD值)，在處理反應過程中這些有機物充當電子供體角色，硝態氮扮演電子受體角色，產生反應，把硝態氮還原成了氣體形式，整改過程處理綠色無污染[3-4]。A/O法脫氮過程的特點為。

1)流程較為簡單，該工程案例未進行額外的外加碳源，原污水碳源充足，前期建設和后期運行的費用較低。

2)前期是反硝化過程，后期是硝化過程，在水解酸化池和好氧池區域形成內循環，原來的污水中富含的有機物提供充足碳源，效果好，反硝化過程進行的很到位。

3)裝置有曝氣系統的好氧池在后半段，好氧池內將進一步去除反硝化進程中的殘留污染物，出水水質化驗的結果更好。

4)該工程案例中A段水解酸化池水面較為平靜，未添加攪拌裝置，而避免溶解氧的增加，缺氧環境較好。好氧池內的曝氣前段強后端弱，逐步遞減的供氧模式。通過硝化液回流泵提升至A段時溶解氧含量低，確保了A段的缺氧狀態。

2.2 工藝核心——降低COD值

前面脫氮過程已經提到了有機物等降低COD值的反應過程。如圖1所示，為該工程案例的處理工藝流程示意圖。針對A/O工藝如何有效降低COD值？本文將簡要從厭氧階段和好氧階段闡述，當然各類出水指標的降低原理相互依托，不可分離。關于COD值降低主要取決于有機物的分解效果，效果越好，出水COD值越低。

圖1 A/O工藝的一體化污水處理設備流程示意圖

在水解酸化池里為缺氧階段，這個階段的溶解氧DO值≤0.2 mg/L，缺氧環境中，異養菌能夠把生活污水中的大部分主要懸浮污染物、可溶性的物質水解成有機酸形式，這個過程把有機物形態從大分子分解為小分子，把不溶性有機物轉化成可溶性，當這些水解反應的產物進入好氧池內，溶解氧DO值范圍為2～4 mg/L，此時對污水的可生化性較高。

當然，COD值的降低在該工程案例中也通過物化法，投加絮凝劑聚合氯化鋁PAC(25kg)和助凝藥劑PAM(0.25kg)來降低。

2.3 工藝核心——降低TP值

通過前面的敘述，A/O工藝的脫氮能力相當突出和有效，那么除磷呢？污水中的磷在溶解氧DO≤0.2mg/L(厭氧環境)，釋P過程釋放出聚磷菌，聚磷菌通過分解體內的聚磷酸鹽產生核苷酸ATP，并利用ATP提供能量把污水中的大量有機物攝入，然后以有機顆粒的形式貯存于自身細胞內，再將分解的聚磷酸鹽反應生成的的鹽酸排出。

另外一個過程是吸磷階段，曝氣供氧的好氧池階段，聚磷菌將自身細胞體內的聚b-羥基丁酸，借助污水中的BOD5進行氧化分解反應，釋放出來的能量能有效的攝取污水中的P，其中，大部分的P被用來合成ATP，還有一部分P又被聚磷鹽酸儲存在細胞體內，最終經過斜管沉淀池的作用沉淀，達到除磷的效果。從該一體化處理設備維護部門取到相關化驗數據，長期水質化驗數據統計顯示，水溫在高于10℃時溫度對除磷效果沒有影響，具體統計情況見圖2。同時也發現，當水解酸化池內的厭氧階段溶解氧DO值越小，水質化驗TP值越低。

圖2 溫度對水樣化驗結果TP的影響

2.4 工藝核心——除去糞類大腸桿菌等

采取在消毒池內投加消毒劑的方式，該工程案例中投加的消毒劑為次氯酸鈉，次氯酸鈉具有較強的殺菌作用，能有效降低水質化驗結果中糞類大腸桿菌的個數。

2.5 工藝核心——降低濁度

該處理過程中采取了活性炭反沖洗過濾器來降低濁度，過濾器通過水泵提供動能，在水流動過程中攔截污水中一些懸浮物、顆粒物，還有部分重金屬離子，值得一提的是，活性炭過濾器具備有效的脫色的效果。在后期運行過程中發現活性炭反沖洗過濾器吸附速度快、易再生，而且吸附容量很大。如圖3所示，為該工程案例中采用的過濾器。

圖3 反沖洗活性炭過濾器

3 工藝調試運行

3.1 生物膜的人工培養

在現場實際運行維護過程中，經常性需要進行生物膜的人工培養。在A/O工藝法中，生物膜的培養尤為重要。下面就該工程案例的人工培養過程進行簡述。

該區域收集的主要為糞便污水，所以微生物含量較為豐富，在調試工藝期間將微生物含量豐富的生活污水提升至水解酸化池內，進水COD通過稀釋等方法盡量控制在100～150 mg/L，然后停止進出水，運行曝氣系統(悶爆)適宜水溫為20℃～30℃左右，悶爆3天為宜，每天對水解酸化池和好氧池進行觀察，填料表面情況，如發現長出橙黑色的一層黏膜(長出黏膜一般需要10天左右)，說明生物膜已經培養好。

在悶爆培養過程中，4～5 h要進行一次換水，確保進水COD值，換水時關閉鼓風機，停止曝氣，確保液面靜止，沉淀1 h后再向水解酸化池和好氧池內抽水，液位恢復之前后關停水泵，重復之前操作，繼續悶爆。值得注意的是，曝氣系統停止曝氣不得超過2 h。必要時可以采用放大鏡觀察，直至放大鏡下可見到一些微生物菌膠團。

待長出橙黑色黏膜時可以進行連續換水，水量必須從小到大，在3天內慢慢加大到額定水量。由于培養成熟的污泥其有良好的沉淀性能，所以對斜管沉淀池也需要連續排水，再把沉淀的污泥回流至好氧池內。回流的這些污泥菌膠團含量高，而且有較多纖毛蟲類、原生動物等，這些微生物對生活污水BOD5去除率可以達到90%。

3.2 人工培養過程中注意問題

1)糞便污水中有均衡全面的養料，微生物能起到有效分解有機物能力。培養過程中必須在5 h內及時更換進水，確保曝氣池溶解氧不出現過高的情況，防止生物膜的本身老化脫落。

2)通過鼓風機和氣路閥門控制曝氣系統，溶解氧DO值控制在3 mg/L左右。因為溶解氧較大會出現菌落本身老化脫落，填料上的生物膜死亡、黑化，凈水能力弱化。

3)營養物質：通常污水處理中進水均衡營養比例為：BOD5∶N∶P=100∶5∶1，最低比例要求是BOD5∶N∶P=100∶2∶0.5，在調試運行階段要將氮、碳的含量要適應提高。

4)調試運行的生物膜培養過程的最低溫度要在15℃以上。

4 結束語

A/O工藝法的一體化污水處理工藝已經大量投入到目前的污水處理事業中來。其占地面積小、管理要求低、能源消耗低、出水水質優的優點深得污水處理從業者的青睞。但是設備掛泥率高，不易清理，而且地埋式設備銹蝕，也不易清理等缺點又令運行維護人員感到頭疼。后期調查處理的出水水質情況，面對較嚴格的《四川省岷江、沱江流域水污染排放標準》(DB 51/2311-2016)，A/O一體化設備的出水都能呈現出穩定達標排放的現狀。綜合來看，針對于遠離城市集中污水處理系統的小水量區域，采取A/O工藝一體化污水處理系統仍是不錯的選擇。

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